摘要:地下连续墙因其施工振动小、噪音低,墙体刚度大、可承受较大土侧压力、具有良好的防渗漏功能,已成为城市明挖隧道及城市轨道交通明挖车站深基坑常用的围护结构方式,建设中应用十分普遍。本文结合海八路隧道工程围护结构施工拟对地下连续墙施工工艺及质量控制作进一步分析。
关键词:建筑工程;地下连续墙;施工技术;质量控制
1.工程概况
海八路隧道工程位于佛山市南海区桂城街道,路线总长2080m,其中主线隧道全长1500m,隧道连续下穿桂澜路、宝翠路和华翠北路。本工程为明挖隧道,围护结构形式为600mm及800mm地下连续墙+三轴搅拌桩。其主要施工工艺为:①施工场地平整及清理、测量放线和导墙施工→②泥浆制作→③成槽施工及清槽→④钢筋网制作及安装→⑤导管安装及水下混凝土浇筑及凿除浮渣→⑥试验检测、评定。
2.施工场地平整、测量放线和导墙施工
施工顺序为:①施工场地平整及清理→②测量放线→③挖沟槽→④钢筋绑扎→⑤模版安装→⑥混凝土浇筑→⑦模版拆除及设置横撑。
施工场地平整及清理:在测量放线及导墙施工前,必须清除地下连续墙轴线范围内的一切杂物,如大的石块、混凝土块和树根等,然后再回填至导墙顶标高,并分层压实,以利于后续工序的施工。
测量放线:地下连续墙宽度为600mm及800mm,为确保隧道基坑的尺寸宽度,地下连续墙测量放线时需外放50mm。导墙轴线放线标准为误差不大于10mm,导墙顶面高程(整体)允许偏差±10mm,导墙顶面高程(单幅)允许偏差±5mm,导墙间净距允许偏差±5mm。
导墙施工:导墙施工是地下连续墙施工的关键环节,其主要作用为:成槽导向、防止槽口坍塌、控制标高、地下连续墙钢筋网定位和承重作用。导墙施工应平直,内侧应采用刚模板,内墙平整度偏差不大于3mm,垂直度偏差不大于0.5%。导墙基底应与土面密帖,为防止导墙变形,导墙内模拆除后,每隔2m布设一道双层D120mm圆木撑,在混凝土强度未达到70%前,禁止导墙两侧行走重型机械。
3.泥浆制作
护壁泥浆是关系到地下连续墙成槽的质量、成槽速度和成槽安全的绝对条件。针对施工条件及特点,采用优质泥粉为主、少量的粘土为辅的泥浆制备材料。泥浆质量控制主要指标为:泥浆比重控制在1.1~1.25g/cm3,粘度为18~25s,含砂率≦8%,胶体率≧95%,必要时添加适量添加剂。泥浆池制作场地以利于施工方便为原则,必须经过制浆池、沉淀池及储存池三级处理,泥浆的储备量不得小于120m3。
4.成槽施工及清槽
A.槽段的划分及接头施工:单元槽段长度的划分需根据地质条件、抓斗的尺寸、钢筋网起吊能力和地下连续墙混凝土供应能力确定,一般槽段长度以6m为宜。地下连续墙槽段接头宜采用“工字钢”接头形式,该种接头施工简单、具有加强槽段间的整体性及剪力传递、减少渗漏,工字钢采用10mm型钢板加工而成,接头形式详见下图:
由于工字钢接头与端孔间有一定的空隙,为避免混凝土浇筑时,混凝土绕过空隙流入第II段,造成第II槽段施工困难,在工字钢靠第II槽段侧绑扎泡沫并固定,第II槽段施工施工时,采用抓斗将泡沫清理干净,并用带钢丝刷的方钻头将泡沫和泥皮刷洗干净。
B.成槽方法:成槽工序是地下连续墙施工关键工序之一,既控制工程质量又影响工期。成槽施工宜采用液压抓斗及冲击钻配合施工,即采用“两钻一抓”的施工工艺,使用冲击钻施工端孔及主孔,严格控制七垂直度,然后施工液压抓斗挖至岩层面,岩层面以下采用冲击钻加打副孔至设计深度,再用方锤修打岩层以下槽段。成槽顺序见以下附图。
成槽工序示意图 工字钢接头示意图
C.垂直度的控制:垂直度是地下连续墙施工质量控制的重点,需采取特别措施进行控制:(1)在地下连续墙主孔和端孔施工时,必须确保钻机对位准确,调整钻机至水平并固定牢固,防止钻机发生倾斜或移动。(2)每施工2m,必须检查是否偏离孔中心位置,及时进行校正。(3)对于副孔施工,抓斗沿导墙壁挖土,通过液压抓斗导向杆调整抓斗的垂直度,以控制成槽垂直度精度。
D.清槽:为把沉碴清出,需对槽底进行清槽,其主要采用以下三阶段进行清槽,(1)采用液压抓斗清出槽底沉碴,并检查成槽情况。(2)用洗刷钻头清刷槽段接头,直至不带泥屑为止。(3)钢筋笼安放后,检查槽底沉碴厚度,若超过规范允许时,采用空气升液法反循环排碴,即利用压缩空气在槽内形成一个负压,将沉碴吸入井管内,从管口排除,在清槽过程中需不断向槽内泵送优质泥浆,以保持液面高度,防止塌孔。沉碴厚度应不大于10cm,槽内泥浆比重应不大于1.25,含砂率应小于8%。当检查出倾斜率超标时,应首先采用吊锤小冲程的办法及时纠偏;如无效,应查找、分析原因,提出处理方案,方可继续施工。施工过程中如发现塌孔等意外事故,应立即体制冲挖,向槽内回填粘土,加大供浆量,保持泥浆液面高度,避免事故扩大,并探明情况,分析原因,提出解决方案。
5.钢筋网制作及安装
钢筋网制作:钢筋网根据设计配筋图及单元槽段划分进行制作,原则上按单元槽做成一个整体。钢筋网加工场地满足现场施工的要求,并采用铁板制作定位块焊接在钢筋网上,以确保主筋保护层厚度满足设计及施工规范要求;制作钢筋网桁架时,应预先确定混凝土浇筑用导管位置,确保导管位置上下贯通。
钢筋网的吊装:需结合钢筋网的最大重量确定吊机的配备,本项目钢筋网最大重量为9t,为防止起吊时钢筋网变形,吊放采用50t履带吊和25t汽车吊配合进行。放入钢筋网片时,需对准槽段中心,垂直且准确地插入槽内;钢筋网进入槽段时,吊点中心对准槽段中心,徐徐下降,并防止碰撞槽壁。钢筋网放入槽内后,检查其顶端高度是否满足设计施工规范要求,满足要求后将其搁置在导墙上,并固定。
6.水下混凝土浇筑及凿除浮渣
水下混凝土浇筑:根据6m一个槽段的尺寸,在槽段内设置2~3套导管,管径为D200mm~D250mm,采用法兰连接,混凝土浇筑时必须做好导管的安拆,其最好由汽车吊配合进行。混凝土采用商品混凝土,由搅拌车运至空口位置,通过漏斗及导管入槽。入槽混凝土塌落度宜控制在18~22cm,骨料最大粒径不应大于30mm,混凝土浇筑应连续进行,混凝土面上升速度不小于2m/小时,导管埋深应在2~6m。混凝土最终浇筑高程应比设计高程高出30cm。
凿除浮渣:当基坑开挖至设计墙标高时,需对墙顶多余浮渣混凝土进行凿除,主要采用压气机、风镐结合人工的方法进行。
7.质量、安全控制措施
A.所有原材料进场后须有出厂合格证,并按施工检测规范取样,检测合格后方可使用。
B.导墙模板拆除后,在导墙间按一定间距加设横向支撑。在养护期间,严禁重型机械在导墙周边行走、作业或停置。
C.施工期间槽内泥浆必须高于地下水1m以上,且不低于导墙面0.5m,发现泥浆渗漏时应及时补漏、补浆。
D.地下连续墙槽段内孔斜度满足≦0.5%,否则需重新纠偏,第II序槽段清孔时,接头端采用洗刷钻头洗刷接头,保证“工字钢”接头的施工质量。
E.清孔后及时浇筑水下混凝土,间隔时间不应超过4小时,混凝土灌注前需复测沉碴厚度。混凝土按批准的配合比配置,混凝土严格按设计及施工规范进行浇筑,每一槽段混凝土的浇筑应连续进行。
F.钢筋网规格、尺寸满足设计要求,在清槽合格后应立即吊装。在运输及入槽过程中,不得产生不可恢复的变形。钢筋网安置标高应符合设计及施工规范要求。
G.钢筋网吊装时,吊机站位要平稳,起吊位置应合理,严禁超重或超距起吊。在钢筋网吊装过程中,吊机摆臂工作范围内严禁有人逗留、停留。
H.经常性检查安全设备状况,确保安全施工。
8.试验检测
为检测地下连续墙墙身强度及完整性,目前地下连续墙检测方法主要有反射波法、声波透射法和抽芯法。
9.结束语
地下连续墙为地下结构物,工艺流程环环相扣,影响正常施工及施工质量的因素十分之多。因此,施工过程中一定需要加强现场施工管理、加强监理管理,全员参与,层层把关以确保工程的质量达标。
参考文献
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论文作者:秦华
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/26
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